20. Первый закон термодинамики

Частным случаем всеобщего закона сохранения и превращения энергии применительно к тепловым процессам является первый закон термодинамики, который характеризует количественную сторону превращения энергии.

Первый закон термодинамики формулируется так:

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе: ΔU = A + Q,

где ΔU — изменение внутренней энергии, A — работа внешних сил, Q — количество теплоты, переданной системе

Адиабатический процесс (адиабатный процесс) — это термодинамический процесс, происходящий в системе без теплообмена с окружающей средой (Q = 0). ΔU = -A, где A — работа внешних сил. работа расширения совершаеться только за счёт уменьшения внутренней энергии;, адиабатное сжатие рабочего тела из-вне приводит к возрастанию внутренней энергии, т. е. к его разогреву

Изохорный процесс — термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянном объеме.Изохорный процесс можно осуществить в газах и жидкостях, заключенных в сосуд с постоянным объемом .При изохорном процессе объем газа не меняется (ΔV= 0) ΔU = Q,

Изотермический процесс— это термодинамический процесс, про­исходящий в системе при постоянной температуре. Поскольку при изотермическом процессе внутренняя энергия газа не меняется, (Т = const), то все переданное газу количество теплоты идет на совершение работы:

Q = A',

Изобарный (изобарический) процесс — термодинамический процесс, происходящий в системе с постоянным давлением р.Примером изобарного процесса является расширение газа в цилиндре со свободно ходящим нагруженным поршнем. При изобарном процессе передаваемое газу количество теплоты идет на изменение его внутренней энергии ΔU и на совершение им работы A' при постоянном давлении:

Q = ΔU + A'.

21. Второй закон термодинамики

Второй закон термодинамики заключается в том, что все процессы превращения энергии протекают с рассеиванием части энергии в виде тепла.

Формулировка: самопроизвольный перенос теплоты возможен только от более нагретого тела к менее нагретому.

это соотношение справедливо для идеальных обратимых процессов

Для реальных необратимых процессов, состояние которых нельзя восстановить без потерь, следует принять

В системах в холодильной технике, возникает необходимость отвода теплоты во внешнюю среду от тел, имеющих по сравнению с ней более низкую температуру. Для таких систем Второй Закон указывает условие достижимости цели – невозможно отводить теплоту от менее нагретых тел к более нагретым без внешнего воздействия. Схематично

хладагент контактирует с охлаждаемым телом при Тха'< Т1 и отбирает у него теплоту Q. Далее с помощью затраты механическойэнергии L потенциал хладагента поднимается до уровня, достаточного для передачи теплоты во внешнюю среду, Tха">T2. Таким образом, на промежуточных этапах организуются самопроизвольные процессы передачи теплоты. Совокупность целенаправленно организованных превращений холодильного агента носит название холодильный цикл.